Hoek-Brown准则的主应力回映算法及其二次开发

在弹塑性模型数值实现的过程中,需要进行应力更新的回映算法。针对三维应力空间回映算法在奇异点收敛性方面的不足,提出主应力空间的回映算法,讨论了算法实现过程的应力空间转化问题,分析了应力更新过程中确定回映区域的方法,建立了相应的一致性刚度矩阵。基于大型有限元软件ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT接口,利用 Fortran 编程语言,实现了Hoek-Brown准则主应力空间的隐式积分算法,利用开发的模型,进行了岩石常规三轴压缩试验的数值模拟,通过与ABAQUS内部的Mohr-Coulomb准则计算结果的对比,验证了模型和程序的可行性和准确性     

一类新型天然结构色宝石材料的初步研究

应用光学显微镜及扫描电镜对双壳纲贝壳韧带结构色的研究表明,韧带具有非常美丽的结构色,可以做为宝石材料或收藏品.韧带结构色可能是由定向排列的纳米级文石及蛋白质纤维构成的光珊衍射引起的.韧带结构色的发现为宝石的颜色成因及光子带隙材料等研究提供了新的思路.     

含交叉裂隙岩体相似材料试件力学性能单轴压缩试验

以相似材料制作含交叉裂隙岩体试件,考虑主裂隙与加载方向之间角度变化及主、次裂隙之间角度变化制作20组试件,对试件进行单轴压缩试验,研究交叉裂隙对岩体破坏模式及力学特性的影响。研究表明,主裂隙与加载方向呈0°及90°时,试件破坏主要为沿次裂隙扩展的剪切型破坏;当主裂隙与加载方向呈30°及45°时,试件破坏主要是沿主裂隙扩展所致的剪切型破坏;主裂隙角度一致情况下,大部分含交叉裂隙岩体破坏强度高于含单向裂隙岩体,含交叉裂隙岩体试件应力-应变曲线峰后下降斜率比含单向裂隙岩体大;主裂隙角度一致情况下,当次裂隙与主裂隙呈45°夹角左右时,岩体试件强度较低,当次裂隙与主裂隙呈30°及90°夹角左右时,岩体试件强度较高。     

γ辐照对改性钠基膨润土影响的初步研究

为了确认γ辐照对改性钠基膨润土的影响,拓展高放地质处置缓冲材料性能评价范围,以内蒙古高庙子改性钠基膨润土为研究对象,利用红外光谱分析仪、同步热分析仪和X射线衍射仪分析了不同γ辐照剂量(1000、2000、3000、4000和5000 k Gy)对改性钠基膨润土性能和微观结构的影响。结果表明:在5000 k Gy大剂量γ辐照后,高庙子改性钠基膨润土中某些官能团发生了少量的化学转变,耐热性能有所提高,但对钠基膨润土中的层间水和吸附水影响不大;另外其微观结构变化不明显,只是晶胞尺寸有所减小;总体而言,高庙子钠基膨润土在大剂量γ辐照环境中稳定性是良好的。     

柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特征

以铝基柱撑粘土矿物和钛基柱撑粘土矿物为例，讨论了柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特点，Al多核笼状阳离子基团的结构形式为1：12Keggin型离子，Ti多核笼状阳离子基团的结构形式为2：19Dawson型离子，两类笼状阳离子的直径均在1nm左右，前者的高度约为0．9nm，后者的高度约为1．4nm，经与粘土矿物层间阳离子交换后，择位固定在粘土矿物层间，由于多核笼状阳离子与粘土矿物硅氧四面体之间形成了较强的化学键，其具有不可交换性，铝基柱撑粘土和钛基柱撑粘土的层间孔道分别为1．2nm*1.2nm*1.2nm，和0.52nm*0.52nm*1.60nm。柱粘土矿物材料有很好的化学稳定性和耐热性，且又有一定的层间化学活性，可用于催化剂载体，由于它又具有选择性吸附能力，有望制造成新一代环保材料。     

我国高纯石英加工技术现状与发展建议

高纯石英是晶硅、石英玻璃和集成电路基板材料等生产的重要原料,在新能源和新材料等战略性新兴产业具有重要的地位和作用.为了促进我国高纯石英技术发展,介绍了高纯石英的一般概念及其主要品种,并在评述我国高纯石英加工技术现状基础上,针对存在的主要问题,提出加强我国高纯石英矿物资源地质勘查工作、矿物学应用基础研究、提纯加工技术与装备研究、产品质量标准和检测技术研究等具体建议.     

传递系数法的模型试验验证

基于强度储备法和超载法的两种传递系数法已被广泛用于评价岩质滑坡的稳定性,目前对该方法的验证都是用极限平衡法和有限元等数值分析方法进行相互分析比较。以三峡库区巴东赵树岭滑坡原型为背景,采用岩石相似材料模型试验方法对这两种方法的可靠性进行了验证。研究结果表明：这两种方法计算的稳定系数都偏于保守。基于超载法的理论稳定系数较接近试验情况,并且其条块间允许有拉应力的假设符合模型破坏特征,而基于强度储备法的稳定性系数与试验情况相差较大;在实际工程中,采用基于超载法的传递系数法是可靠的。     

低强度模拟锚固材料抗弯荷载-位移全过程曲线试验研究

在大比例尺的地质力学模型中,由于相似模型材料的脆性和低强度,很难测得其抗弯应力-应变或者荷载-位移全过程曲线。对抗弯试验的过程进行力学分析,通过对增加辅助弹性元件方案的假设推导得到弹性元件刚度设计原则。依据该设计原则,组装出一台试验原理样机,测到不同节理（均质、层状和块状）含不同角度锚杆的试件的抗弯荷载-位移全过程曲线。此外,由于相似材料的低强度重度大特性,试验中适当考虑试件的自重对实验结果的影响。试验研究表明,弹性元件的增加对抗弯荷载-位移全过程曲线下降段有着质的改善;当弹性元件与台架的复合刚度大于试件的最大刚度,即可测得抗弯荷载-位移全过程曲线;在抗弯试验中试件自重荷载可以等效为集中力荷载,对于550 mm的标准试件其等效荷载相当于其自身重力1/2的集中荷载,相当于试验中均质试件峰值荷载的9%。     

基于高聚物动模量的两种试验及其外包隧道减震研究

为了获得非水反应双组份聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)的动模量和其外包盾构隧道时的最优减震密度和厚度,文中通过共振柱试验和无约束共振试验获取此高聚物注浆材料动弹性模量、动剪切模量和阻尼比,并利用得到高聚物动力学参数,采用ABAQUS数值计算软件,建立多个无限边界有限元模型,并考虑17种高聚物外包隧道工况。通过输入不同密度、动弹性模量、泊松比和厚度的高聚物外包层参数,分析高聚物外包隧道的动力响应。由结果可知高聚物外包层能有效的降低衬砌结构的拉应力,具有较好的减震效果,同时给出高聚物外包层的最优密度0.22～0.33 g/cm³和厚度20 cm。试验结果为高聚物外包隧道减震提供依据与参考。     

中国地质标准物质的研制与应用

简介了我国地质标准物质研制与应用的主要成果,评述了其主要特点,讨论了我国地质标准物质研制中的一些问题并这些问题的解决和今后工作的发展提出建议。